Ims网络中的容灾方法、系统和设备的制作方法
【专利摘要】提供了一种在IMS网络中的容灾方法、控制系统和设备。IMS网络中的容灾方法包括：将用户设备注册到与核心网设备通信的多个IMS接入设备；在核心网设备中维护多个IMS接入设备的状态；以及当用户设备使用的IMS接入设备的服务中断时，核心网设备基于多个IMS接入设备的状态，选择多个IMS接入设备中的其他IMS接入设备与用户设备进行通信。根据本申请的实施方式，能使用户设备在所使用的IMS接入设备无法提供服务的情况下无中断地使用IMS网络。
【专利说明】IMS网络中的容灾方法、系统和设备
【技术领域】
[0001]本申请涉及MS网络，具体地，涉及MS网络中的容灾方法、控制系统和设备。
【背景技术】
[0002]IMS (IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统)是一种基于SIP协议的开放式系统架构，其包括多种模块，例如用户接入控制功能模块(如SBC)、会话控制功能模块、用户数据功能模块等。当出现灾难性事件，例如因自然灾害、机房断电、设备故障等而导致用户服务中断，或者因为人为攻击、网络拥塞等而导致服务质量降低时，MS网络中的设备需要相应的容灾方案。
[0003]在3GPP的规范TS23.820中，给出了一种处理方法。在该处理方法中，用户按照MS标准流程进行注册，仅当用户作为被叫被寻址时，出现处理失败(如超时)，IMS网络才会发现用户的服务中断并告知其进行重注册，待用户重新注册之后再转发上次未成功的呼叫请求。此流程耗时较长，可能出现被叫用户无法被寻呼或者呼叫时延过长的问题，难以满足用户的需求。另外，在TS23.820中还给出了一种基于GGSN(Gateway GPRS Support Node,网关GPRS支持节点)的解决方案。但是该方案仅基于GGSN实现，无法为通过非PS域接入的IMS用户解决相关问题。
[0004]此外，由于用户每次仅通过单个MS网络入口设备注册，上述两种方案均会损失部分业务，頂S网络无法实时感知MS网络入口点设备的可用状态，从而无法及时向所有失去服务的用户发送故障通知，用户体验较差。
[0005]申请内容
[0006]本申请旨在解决现有技术在MS网络中处理容灾所存在的以上至少一个问题。
[0007]根据本申请的一个方面，提供了一种MS网络中的容灾方法，其包括:将用户设备注册到与核心网设备通信的多个MS接入设备；在所述核心网设备中维护所述多个MS接入设备的状态；以及当所述用户设备使用的MS接入设备的服务中断时，所述核心网设备基于所述多个IMS接入设备的状态，选择所述多个IMS接入设备中的其他IMS接入设备与所述用户设备进行通信。
[0008]根据本申请的又一方面，提供了一种MS网络中的控制系统，其包括终端侧控制设备和核心网侧控制设备，所述终端侧控制设备包括:发送模块，用于将用户设备的注册请求发送到与核心网设备通信的多个IMS接入设备；所述核心网侧控制设备包括:状态检测模块，用于获取并维护所述多个IMS接入设备的状态；以及容灾判断模块，响应于所述用户设备的通信请求，从所述状态检测模块获取所述用户设备使用的IMS接入设备的状态；选择模块，在所述容灾判断模块判断出所述用户设备使用的IMS接入设备的状态处于服务中断时，基于所述状态检测模块获取的所述多个IMS接入设备的状态，选择所述多个IMS接入设备中的其他MS接入设备与所述用户设备进行通信。
[0009]根据本申请的另一方面，还提供了一种用户设备，其包括如上所述的终端侧控制设备。[0010]根据本申请的另一方面，还提供了一种核心网设备，其包括如上所述的核心网侧控制设备。
[0011]通过本申请的实施方式，在用户设备所使用的IMS接入设备无法提供服务时，能够使用其他已注册的MS接入设备进行通信，从而无中断地使用MS网络和MS业务，提升了用户体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1概括地示出了根据本申请的示例性实施方式用户设备通过IMS接入设备接入核心网设备的示意性配置图；
[0013]图2示出了根据本申请的示例性实施方式在MS网络中进行容灾处理的流程图；
[0014]图3示出了根据本申请的第一实施方式当采用SBC作为IMS接入设备时进行注册的流程图；
[0015]图4示出了根据本申请的第二实施方式当采用P-CSCF作为IMS接入设备时进行注册的流程图；
[0016]图5示出了根据本申请的示例性实施方式的IMS网络中的控制系统的框图；
[0017]图6A和6B示出了利用本申请的容灾方法进行的一个示例性实施例；以及
[0018]图7A和7B示出了利用本申请的容灾方法进行的另一个示例性实施例。
【具体实施方式】
[0019]以下将参照附图对本申请的示例性实施方式进行详细描述。
[0020]图1示出了根据本申请的示例性实施方式用户设备通过MS接入设备接入MS网络的示意性配置图。参见图1，用户设备(User Equipment, UE) 10通过多个IMS接入设备50接入MS网络。MS接入设备50用于IP接入、互通和安全保护，是用户设备10接入MS网络的入口点设备。这里，頂S接入设备50可以是会话边界控制器SBC (Session BorderController),或者可以是代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF (Proxy-Call SessionControl Function)。多个MS接入设备50可以与MS网络中的核心网设备30进行通信。在图1中仅示出了三个MS接入设备50，但是本领域技术人员可以理解，用户设备10可通过三个或更多个頂S接入设备50接入MS网络。用户设备10可注册在多个MS接入设备50上，这将在下文参照图3和图4详细地描述。
[0021]图2示出了根据本申请的示例性实施方式在IMS网络中进行容灾控制的流程图。在步骤S201中，将用户设备10注册到与核心网设备30通信的多个MS接入设备50上。在步骤S202中，在核心网设备30中维护多个MS接入设备50的状态，例如MS接入设备50当前是否正常工作。在步骤S203中，当用户设备10所使用的某个IMS接入设备的服务中断时，核心网设备30基于多个MS接入设备的状态，可在用户设备10已注册的、多个MS接入设备中选择其他的頂S接入设备50与其进行通信。在一个实施方式中，还可在用户设备10中维护多个IMS接入设备50的状态，当用户设备10所使用的IMS接入设备的服务中断时，用户设备10基于多个MS接入设备的状态，可选择其他的MS接入设备继续进行通?目。
[0022]具体地，在MS接入设备50为会话边界控制器SBC的情况下，SBC可与核心网中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF进行通信，并且在P-CSCF中维护SBC的状态。另外，在MS接入设备50为代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF的情况下，P-CSCF可与核心网中的服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF进行通信，并且在S-CSCF中维护P-CSCF的状态。
[0023]下面分别结合图3和图4具体描述在以上两种情况下，将用户设备注册到多个IMS接入设备的过程。
[0024]图3示出了根据第一实施方式当采用SBC作为IMS接入设备时进行注册的流程图，其中示例性地示出了 SBC_1和SBC_2。但是应该理解，在本申请的范围内可以存在更多个 SBC0
[0025]首先，用户设备UE 10向两个MS接入设备，即SBC_1和SBC_2发送注册请求(Register)。SBC_1和SBC_2分别将接收到的注册请求转发给P-CSCF。在该实施方式中，将来自同一用户设备10的两条注册请求发送给同一个P-CSCF。P-CSCF识别出从SBC_1和SBC_2接收到的两条注册请求均来自同一用户设备10，就将该用户设备的信息与SBC_1的地址contact_l和SBC_2的地址contact_2绑定到一起,并且合并为一条注册消息。在该实施方式中，P-CSCF还可分别为SBC_1和SBC_2设置优先级，并且将优先级包含在该注册消息中。接下来，P-CSCF将该注册消息发送给核心网中的其它设备，例如，询问呼叫会话控制功能实体1-CSCF、归属用户服务器HSS、以及服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF。在这种情况下，对于1-CSCF、HSS、S-CSCF来说，在收到的一条注册消息中存在两个contact地址(contact」和contact_2)且优先级不同。接着进行常规的注册流程，如图所示，以使用户设备10成功地注册在SBC_1和SBC_2上。
[0026]图4示出了根据第二实施方式当采用代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF作为MS接入设备时进行注册的流程图，其中示例性地示出了 P_CSCF_1和P-CSCF_2。但是应该理解，在本申请的范围内可以存在更多个P-CSCF。
[0027]首先，用户设备UE 10向两个MS接入设备，即P_CSCF_1和P_CSCF_2发送注册请求(Register)。P_CSCF_1和P_CSCF_2分别将注册请求转发给1-CSCF。接下来，在1-CSCF收到两条注册请求后，分别为该两条注册请求查询HSS，然后将注册请求转发给S-CSCF。在该实施方式中，可将来自同一用户设备10的注册请求转发给同一个S-CSCF。这里，为保证
1-CSCF为同一用户的多条注册请求选择同一个S-CSCF，需要在1-CSCF上配置一样的能力集。
[0028]接下来，S-CSCF识别出从P_CSCF_1和P_CSCF_2接收到的两条注册请求均来自同一用户设备10，就将该用户设备的信息与P-CSCF_1的地址path_l以及P_CSCF_2的地址path_2绑定。在这种情况下，S-CSCF只需为同一用户设备10作一次鉴权，而且这两条注册请求的contact的地址是相同的。在该实施方式中，P-CSCF还可为P_CSCF_1和P_CSCF_2分别设置优先级。接下来，S-CSCF根据path_l和path_2继续进行注册过程，以使用户设备10成功地注册在两个MS接入设备上。
[0029]根据本申请的另一方面，提供了一种MS网络中的控制系统，参见图5，该控制系统包括终端侧控制设备200和核心网侧控制设备400。
[0030]一方面，如图5所示，核心网侧控制设备400可包括状态检测模块401、容灾判断模块402以及选择模块403。状态检测模块401可获取并维护与核心网设备30通信的多个MS接入设备50的工作状态，例如当前是否可以正常工作。具体地，在采用SBC作为MS接入设备的情况下，核心网中的P-CSCF向多个SBC定期发送状态检测消息以获取并保存多个SBC的工作状态。在采用P-CSCF作为MS接入设备的情况下，核心网中的S-CSCF向多个P-CSCF定期发送状态检测消息以获取并保存多个P-CSCF的工作状态。
[0031]在一个实施方式中，状态检测模块401还可为多个MS接入设备50设置优先级。具体地，状态检测模块401基于所获取的多个MS接入设备50的工作状态来设置优先级，当其中一个MS接入设备不能正常工作时，就将其优先级降低。
[0032]在一个实施方式中，状态检测模块401还可包括周期计时器(未示出)。当发现某个MS接入设备50不能正常工作时，状态检测模块401可启动周期计时器，在该周期之后再重新向该MS接入设备发送状态检测消息。在另一个实施方式中，在用户设备10作为被叫寻呼的情况下，当某个MS接入设备不能正常工作时，状态检测模块401也可启动周期计时器，在该周期内不再向该IMS接入设备发送任何呼叫请求。
[0033]核心网侧控制设备400中的容灾判断模块402可响应于用户设备10的通信请求，从状态检测模块401获取该用户设备使用的IMS接入设备50的状态。另外，容灾判断模块402还可判断用户设备10使用的MS接入设备是否服务中断。
[0034]在容灾判断模块402判断出用户设备10使用的IMS接入设备的服务中断时，选择模块403可基于状态检测模块401获取的多个IMS接入设备50的工作状态，为用户设备10选择适当的MS接入设备以进行通信，例如该用户设备已注册的、正常工作的MS接入设备，从而使该用户设备能够无中断地进行通信，不会影响用户设备使用IMS网络。例如，当用户设备10作为被叫被寻址时，选择模块403可以将对用户设备10的呼叫请求路由到优先级高的頂S接入设备上。当优先级最高的MS接入设备不能正常工作时，选择模块403可选择优先级次高的MS接入设备以与用户设备进行通信。
[0035]在一个实施方式中，核心网侧控制设备400还可包括消息处理模块404。消息处理模块404可分发用户设备的注册请求、呼叫请求等，并进行相应处理。具体地，消息处理模块404接收IMS接入设备50转发的多条注册请求，以及判断接收到的注册请求是否来自于同一用户设备10。当识别出多条注册请求来自于同一用户设备10时，就将多条注册请求中的地址(包括contact、path消息头)与该用户设备10的信息绑定。例如，在SBC作为MS接入设备的情况下，消息处理模块404可将SBC的contact地址与用户设备10的信息绑定合并成一条注册消息，以对该用户设备进行注册。在一个实施方式中，消息处理模块403还可判断发送注册请求的用户设备10是否已注册在某个MS接入设备50上。当判断出用户设备10已注册时，消息处理模块403就将该用户设备已注册的那个MS接入设备的地址(包括contact、path消息头)和来自该用户设备的多条注册请求中的地址(包括contact、path消息头)都与该用户设备的信息绑定。
[0036]另一方面，如图5所示，终端侧控制设备200可包括状态检测模块201。状态检测模块201定期获取并保存多个MS接入设备50的工作状态，例如可通过保活机制及时发现不能正常工作的MS接入设备。在一个实施方式中，状态检测模块201也可包括周期计时器(未示出)。在某个MS接入设备50不能正常工作的情况下，状态检测模块201启动计时器，当超过该计时周期后再重新向该MS接入设备发送状态检测消息。
[0037]在一个实施方式中，状态检测模块201还可为多个MS接入设备50设置优先级。具体地，状态检测模块201基于所获取的多个MS接入设备50的工作状态，来设置优先级。当其中一个頂S接入设备不能正常工作，例如服务中断时，就将其优先级降低。
[0038]终端侧控制设备200还可包括发送模块202。发送模块202可将来自用户设备10的通信请求，例如注册请求、呼叫请求等发送给多个MS接入设备50。具体地，当进行注册时，发送模块202将用户设备10的注册请求发送到多个MS接入设备50。当用户设备10作为主叫时,发送模块202可将呼叫请求例如发送给优先级高的MS接入设备。当优先级高的MS接入设备也不能正常工作时，发送模块202可将呼叫请求发送给优先级次高的MS接入设备。
[0039]下面通过具体的实施例对本申请的容灾方法进行详细说明。在用户设备10已成功注册在多个IMS接入设备50的情况下，当因自然灾害或人为攻击而导致某个IMS接入设备服务中断时，用户作为主叫或被叫时均能够无中断地使用MS核心网业务。
[0040]实施例1 (采用SBC作为MS接入设备)
[0041]图6A和6B示出了在采用SBC作为MS接入设备时进行容灾的过程，其中，图6A示出了用户设备10作为主叫时的情况，而图6B示出了用户设备10作为被叫时的情况。为了描述方便，可假设所示的两个頂S接入设备，即SBC_1和SBC_2中的SBC_1发生服务中断。
[0042]具体地，如图6A所示，用户设备UE作为主叫时，通过终端侧控制设备中的状态检测模块获取SBC_1和SBC_2的工作状态，当SBC_1的服务中断时，用户设备UE能够及时了解；用户设备UE根据状态检测模块设置的优先级选择SBC_2并发送呼叫请求(INVITE)。
[0043]另外，如图6B所示，用户设备UE作为被叫时，P-CSCF通过核心网侧控制设备中的状态检测模块获取多个MS接入设备，即，SBC_1和SBC_2的工作状态。当SBC_1服务中断时，P-CSCF能够及时感知并将工作状态数据通过数据同步接口告知核心网侧控制设备；当容灾判断模块判断出SBC_1服务中断时，选择模块根据用户注册过程中产生的优先级数据，将呼叫请求(INVITE)通过优先级次高的SBC_2发送给用户，保证呼叫可达；同时，状态检测模块启动周期计时器，在一定的计时周期内，不再向SBC_1发送呼叫请求。
[0044]实施例2 (采用P-CSCF作为MS接入设备)
[0045]图7A和7B示出了在采用P-CSCF作为MS接入设备时进行容灾的过程，其中，图7A示出了用户设备10作为主叫时的情况，而图7B示出了用户设备10作为被叫时的情况。为了描述方便，假设所示的两个MS接入设备，即P_CSCF_1和P-CSCF_2中的P_CSCF_1发生服务中断。
[0046]具体地，如图7A所示，用户设备UE作为主叫时，通过终端侧控制设备中的状态检测模块获取P_CSCF_1和P-CSCF_2的工作状态，当P_CSCF_1服务中断时，用户设备UE能够及时了解；用户设备UE根据状态检测模块设置的优先级数据选择优先级次高的P_CSCF_2并发送呼叫请求(INVITE)。
[0047]另外，如图7B所示，用户设备UE作为被叫时，S-CSCF通过核心网侧控制设备中的状态检测模块获取P_CSCF_1和P-CSCF_2的工作状态。当P_CSCF_1服务中断时，S-CSCF能够及时感知并将工作状态数据通过数据同步接口告知核心网侧控制设备；当容灾判断模块判断出P-CSCF_1服务中断时，选择模块根据用户注册过程中产生的优先级数据，将呼叫请求(INVITE)通过优先级次高的P_CSCF_2发送给用户，保证呼叫可达；同时，状态检测模块启动周期计时器，在一定的计时周期内，不再向P_CSCF_1发送呼叫请求。
[0048]以上参照附图对本申请的示例性实施方式进行了描述，但是，上述的实施方式并不作为对本申请的限制。根据本申请公开的内容，本领域技术人员可在本申请的精神和范围内对上述实施方式进行各种修改和变形。
【权利要求】
1.一种MS网络中的容灾方法，包括: 将用户设备注册到与核心网设备通信的多个MS接入设备； 在所述核心网设备中维护所述多个MS接入设备的状态；以及当所述用户设备使用的MS接入设备的服务中断时，所述核心网设备基于所述多个MS接入设备的状态，选择所述多个IMS接入设备中的其他IMS接入设备与所述用户设备进行通信。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括: 在所述用户设备中维护所述多个IMS接入设备的状态， 其中，当所述用户设备使用的IMS接入设备的服务中断时，所述用户设备基于所述多个MS接入设备的状态，选择所述多个MS接入设备中的其他MS接入设备进行通信。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个MS接入设备为与核心网中的代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF通信的多个会话边界控制器SBC，所述多个会话边界控制器SBC的状态维护在所述代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF中。
4.如权利要求3所述的方法，其中，将用户设备注册到与核心网设备通信的多个IMS接入设备的步骤包括: 所述用户设备向所述多个会话边界控制器SBC发送注册请求； 所述多个会话边界控制器SBC将接收的注册请求转发给所述代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF ;以及 所述代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF基于从所述多个会话边界控制器SBC接收到的、来自同一用户设备的多条注册请求，将所述用户设备的信息与所述多个会话边界控制器SBC的地址绑定到一条注册消息后在核心网中对所述用户设备进行注册。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个IMS接入设备为与核心网中的服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF通信的多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF，所述多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF的状态维护在所述服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF中。
6.如权利要求5所述的方法，其中，将用户设备注册到与核心网设备通信的多个頂S接入设备的步骤包括: 所述用户设备向所述多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF发送注册请求； 所述多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF将接收的注册请求转发给所述服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF ；以及 所述服务呼叫会话控制功能实体S-CSCF基于从所述多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF接收到的、来自同一用户设备的多条注册请求，将所述用户设备的信息分别与所述多个代理呼叫会话控制功能实体P-CSCF的地址绑定后在核心网中对所述用户设备进行注ΠΠ/ttr O
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，进一步包括: 在所述用户设备和所述核心网设备中为所述多个MS接入设备设置优先级； 其中，当所述用户设备使用的MS接入设备的服务中断时，选择所述其他IMS接入设备中优先级最高的MS接入设备进行通信。
8.—种IMS网络中的控制系统，包括终端侧控制设备和核心网侧控制设备， 所述终端侧控制设备包括:发送模块，用于将用户设备的注册请求发送到与核心网设备通信的多个IMS接入设备; 所述核心网侧控制设备包括: 状态检测模块，用于获取并维护所述多个IMS接入设备的状态；以及容灾判断模块，响应于所述用户设备的通信请求，从所述状态检测模块获取所述用户设备使用的IMS接入设备的状态； 选择模块，在所述容灾判断模块判断出所述用户设备使用的IMS接入设备的状态处于服务中断时，基于所述状态检测模块获取的所述多个IMS接入设备的状态，选择所述多个IMS接入设备中的其他MS接入设备与所述用户设备进行通信。
9.如权利要求8所述的控制系统，其中，所述核心网侧控制设备还包括消息处理模块，所述消息处理模炔基于接收到来自同一用户设备的多条注册请求，将所述用户设备的信息与所述多个頂S接入设备的地址绑定。
10.如权利要求9所述的控制系统，其中所述终端侧控制设备还包括状态检测模块，用于获取并维护所述多个IMS接入设备的状态。
11.如权利要求9所述的控制系统，其中，所述核心网侧控制设备中的状态检测模块还根据所获知的多个頂S接入设备的状态为所述多个MS接入设备设置优先级。
12.如权利要求10所述的控制系统，其中，所述终端侧控制设备中的状态检测模块还根据所获知的多个頂S接入设备的状态为所述多个MS接入设备设置优先级。
13.一种用户设备，其包括如权利要求8、10和12中任一项所述的终端侧控制设备。
14.一种核心网设备,其包括如权利要求8、9和11中任一项所述的核心网侧控制设备。
【文档编号】H04L29/06GK103685163SQ201210326238
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】魏钰薇, 刘景磊, 宋月, 姜怡 申请人:中国移动通信集团公司